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測量學(xué)的應(yīng)用范文第1篇

【關(guān)鍵詞】測量學(xué)；多媒體課件；3dsmax

Application of Animation in Non - Geomatics Specialty of Surveying Teaching

Debao Yuan ,Ximin Cui ,Shiwei Yu,Jinbao Jiang,Wenbin Sun

（College of Geoscience and Surveying Enginneering,CUMT，Beijing，100083）

Abstract: in order to teach surveying better and improve the quality and efficiency of teaching, it is needed to study and develop multimedia animation teaching software of surveying with development tools such as 3dsmax, Photoshop, Premiere and so on. The software can describe the principle and procedure of surveying vividly. The software also can show the detail of the use of surveying instrument. Hence this program can arouse students’ interest, rich the teaching, enhance teaching efficiency and improve the quality of the teaching.

Keywords: surveying; multimedia courseware; 3dsmax

中圖分類號： P2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

1引言

多媒體教學(xué)是一種有效的輔助教學(xué)方式, 它將文字、 圖形、 圖像、 動畫、 聲音和影像等 多種媒體運用到教學(xué)中, 對于優(yōu)化教學(xué)過程, 開拓學(xué)生視野, 增加課堂信息量等方面都有著明顯的優(yōu)勢, 具有很強(qiáng)的表現(xiàn)力, 可以激發(fā)學(xué)生的 學(xué)習(xí)興趣, 集中學(xué)生的注意力, 增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果。

測量學(xué)是研究地球的形狀和大小以及確定地面（包括空中、地下和海底）點位的科學(xué)，是研究對地球整體及其表面和外層空間中的各種自然和人造物體上與地理空間分布有關(guān)的信息進(jìn)行采集處理、管理、更新和利用的科學(xué)和技術(shù)。其大多數(shù)理論方法都比較抽象，教師在課堂上講課很難表達(dá)清楚，學(xué)生理解也不夠形象完整，從而使的教學(xué)質(zhì)量下降。為了使學(xué)生能夠感性地認(rèn)識測量學(xué)的理論和實踐知識，開發(fā)一個多媒體的動畫教學(xué)軟件很有必要。

2軟件與技術(shù)平臺

現(xiàn)在用Powerpoint為表現(xiàn)形式的多媒體課件已經(jīng)很普及，促進(jìn)了教學(xué)質(zhì)量的提高，但它還有很多的不足之處。比如，表現(xiàn)形式單一，大多都是以文字和圖片的形式呈現(xiàn)在學(xué)生面前，使學(xué)生缺乏興趣去接受老師講的內(nèi)容；功能有限，Powerpoint雖然是教學(xué)的一個很好的平臺，但其自身功能還是有限，不能做出預(yù)期的效果；無法實現(xiàn)三維演示功能。所以單獨依靠Powerpoint來教學(xué)，不能達(dá)到很好的教學(xué)要求。

動畫是一種綜合藝術(shù)，它是集合了繪畫、漫畫、電影、數(shù)字媒體、攝影、音樂、文學(xué)等眾多藝術(shù)門類于一身的藝術(shù)表現(xiàn)形式。以動畫視頻來教學(xué)的方式成為了一個受歡迎的教學(xué)方式。學(xué)生可以更加直觀、更加感性的去認(rèn)知知識，同時使課程也變得更加生動、更加形象。

制作動畫需要軟件支持，比如圖象處理軟件，音頻處理軟件，文字處理軟件等等專業(yè)軟件。其中比較主流的軟件公司為adobe與autodesk兩家公司。其中adobe公司的軟件主要做平面圖像處理，影視合成方面；autodesk公司軟件主要做三維建模與動畫的制作。

動畫制作過程是復(fù)雜的，他一般包括前期制作、中期制作和后期制作（如圖1）。每個制作模塊都有其自己的制作內(nèi)容。

圖1 動畫制作過程

3動畫制作實例

我們不需要將所有講課內(nèi)容都制作成動畫, 而主要是將難于講解、需要演示、需要操作的內(nèi)容制作成動畫。例如：橢球的幾何參數(shù)；高斯投影的過程；二等水準(zhǔn)觀測的過程；坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的計算等等。因此，像這些教師課上難以講解的抽象的、難懂的知識點，一個個的制作成動畫視頻，以形象、生動的圖像形式展示在學(xué)生們面前，使教學(xué)變成一場有趣視聽體驗。

測量學(xué)中有許多實踐課需要學(xué)生們在實地操作，但對于非專業(yè)而又需要用到的學(xué)生則沒有辦法親生體驗了解，教師也只是在課堂上用簡單的描述性語言說一下，或者有的直接讓學(xué)生們自學(xué)一帶而過。如果我們使用了動畫視頻教學(xué)，同學(xué)們就可以更加輕松地學(xué)習(xí)書本上學(xué)不到的知識。例如2秒經(jīng)緯儀的讀數(shù)（如圖2，3，4）。

圖2瞄準(zhǔn)前 圖3錯誤讀數(shù)圖4正確讀數(shù)

再如測量學(xué)中的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換原理，很多學(xué)生在學(xué)習(xí)這個知識點時會遇到困難。對于二維的直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，學(xué)生們可以很簡單的理解。但當(dāng)涉及到三維轉(zhuǎn)換原理時，學(xué)生們就略顯吃力了。對于兩個空間三維直角坐標(biāo)系O1-X1Y1Z1和O2-X2Y3Z2，要實現(xiàn)空間直角坐標(biāo)系從O1-X1Y1Z1到O2-X2Y3Z2的轉(zhuǎn)換，首先通過坐標(biāo)原點平移，使坐標(biāo)原點O1與O2重合。其次，對于同原點的兩個三維空間直角坐標(biāo)系O-X1Y1Z1和O-X2Y2Z2，通過旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)O-X1Y1Z1到O-X2Y2Z2的變換，如下圖。

圖

其變換具體過程：由于坐標(biāo)系的單位長度不同，所以兩坐標(biāo)系存在一個比例系數(shù)m; 坐標(biāo)O2-X2Y3Z2首先進(jìn)行平移，使其坐標(biāo)原點與坐標(biāo)O1-X1Y1Z1原點重合; 首先繞OZ1旋轉(zhuǎn)角; 然后繞OY1旋轉(zhuǎn)角; 最后繞OX1旋轉(zhuǎn)角

旋轉(zhuǎn)矩陣分別為：

(1)

公式（1）可以寫成：

(2)

進(jìn)一步簡化為：

(3)

(4)

最終加上縮放比例m與平移參量，公式可寫為：

(5)

根據(jù)原理，就可以逐步開展動畫制作了。

3.1前期制作

前期制作部分的工作主要是資料素材的收集和整理。對動畫進(jìn)行整的構(gòu)思，設(shè)計場景造型，然后根據(jù)整理的資料素材撰寫動畫腳本和配音腳本。

3.2中期制作

中期部分工作就要根據(jù)前期制作中設(shè)計的腳本進(jìn)行動畫的一畫畫制作。這里就要用到adobe公司開發(fā)的photoshop圖像處理軟件，進(jìn)行素材的美化加工（如圖5）。

對于三維動畫則需要使用autodesk公司開發(fā)的3dsmax 或maya軟件進(jìn)行三維建模后，然后制作動畫（如圖6）。

初步動畫制作完成后，需要進(jìn)行對畫面色彩、特效等制作。如加上光暈、材質(zhì)、燈光等處理（如圖7）。

圖5 Photoshop圖像處理二等水準(zhǔn)測量 圖6 3dsmax制作坐標(biāo)系模型

圖7 After effect動畫渲染

3.3后期制作

這樣一個動畫制作完成了，但是此時的動畫只能在軟件里面播放，需要我們使用軟件進(jìn)行渲染處理，輸出最終的文件。格式一般有*.avi, *.mov, *.rmvb等等。

4動畫合成

渲染出來的動畫在premiere中支持*.mp3, *.wav 格式聲音文件, 事先將聲音文件錄制編輯好, 以*.mp3 或* . w a v 格式文件保存。聲音文件可以直接導(dǎo)入, 導(dǎo)入的聲音文件存儲在premiere中。然后在premiere軟件中對音頻文件進(jìn)行去噪處理，然后進(jìn)行剪輯，使動畫和錄音達(dá)到同步的效果。最后導(dǎo)出文件就是我們最終需要的動畫視頻了。

5結(jié)束語

對于多個動畫視頻文件，我們可以制作一個多媒體文件包，可以放到網(wǎng)上，這樣學(xué)生們可以通過網(wǎng)絡(luò)隨時隨地地學(xué)習(xí)到知識。

以動畫為平臺的測量學(xué)多媒體動畫軟件，能夠直觀、動態(tài)地表現(xiàn)教學(xué)過程，將教學(xué)思路融合到動畫之中，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，豐富了教學(xué)內(nèi)容，增強(qiáng)了教學(xué)效果。此方法正在被廣泛地運用到教育領(lǐng)域。

參考文獻(xiàn)

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測量學(xué)的應(yīng)用范文第2篇

【關(guān)鍵詞】 測量教學(xué) 電子表格結(jié)合 模式

引言

工程類的“測量學(xué)”是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，課程的教學(xué)目的是掌握測量儀器的使用，地形測量方法及施工放樣的基本知識。培養(yǎng)學(xué)生解決地形測量技術(shù)相關(guān)問題的能力及處理施工放樣測量的能力。測量課是一門數(shù)字計算與實踐性操作均要求較強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，必須根據(jù)教學(xué)要求靈活應(yīng)用各種教學(xué)方法。尤其在當(dāng)前教育對象文化基礎(chǔ)較差的情況下。提高學(xué)生工程測量動手的能力。在測量教學(xué)當(dāng)中的很多部分我們都可以借助電子表格來進(jìn)行說明，并且對于學(xué)生的以后的測量實習(xí)或是工作后，多于數(shù)據(jù)的相關(guān)處理都是很有幫助的。

1、 測量教學(xué)的要求

1.1課堂教學(xué)要求

傳統(tǒng)測量課的理論課教學(xué)以章節(jié)為順序，課時安排比例較大。達(dá)到了學(xué)生從理論上解決問題能力的目的。但缺乏動手能力提高的培養(yǎng)。例如，角度測量，就是以水平角原理為重點展開教學(xué)，其授課順序為：

按以上框架講課可以看出，雖然沒有按教材的章節(jié)順序講解，但能引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的思維能力和利用理論知識解決操作問題的能力。測量教師在課堂上不能滿堂灌，要激發(fā)學(xué)生的思維能力，達(dá)到產(chǎn)生教學(xué)互動，才能提高學(xué)生的自學(xué)能力及理解能力。課堂教學(xué)要抓住主要的理論概念以點帶面，讓學(xué)生充分發(fā)揮空間的想象力，如在講水平角概念時把水平角原理寫在黑板上，然后讓同學(xué)們自由地討論，并把同學(xué)們討論的問題寫在黑板上，老師再歸納講解得出結(jié)論。

1.2實習(xí)教學(xué)要求

測量課是一門實踐性很強(qiáng)的課程。要培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力．因此在教學(xué)的安排上要加大實習(xí)課的比重。要讓學(xué)生對課堂的理論內(nèi)容能及時消化，對操作的方法能及時掌握，還能讓學(xué)生在實習(xí)中將理論上的知識融會貫通。提高學(xué)生在實際操作過程中的分析問題和解決問題的能力。課間實習(xí)是課堂教學(xué)的組成部分。加大課間實習(xí)的時間，目的是及時地將理論知識通過操作實習(xí)加以鞏固，提高學(xué)生的動手能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。在課間實習(xí)中不斷提出問題讓學(xué)生思考．除了要求學(xué)生掌握儀器的操作及各種測量方法外．還要提出一些在實踐中遇到的問題。最后總結(jié)并告訴同學(xué)們正確的讀數(shù)方法。在課間實習(xí)中。不斷地提出問題讓同學(xué)們討論分析。充分發(fā)揮同學(xué)們的想象力，這樣做不但可以提高學(xué)生們的興趣，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情，更主要的是要讓同學(xué)們提高分析問題解決問題的能力，使學(xué)生學(xué)的知識更深刻更扎實。

1.3培養(yǎng)學(xué)生測量操作能力

測量綜合實習(xí)，是在理論課結(jié)束后，進(jìn)行的測量綜合能力實踐．作為一門獨立的課程給學(xué)生評定成績。為了較好地完成測量綜合實習(xí)教學(xué)，保證同學(xué)們在實習(xí)中順利地學(xué)會操作，需要編寫《測量實習(xí)指導(dǎo)書》，指導(dǎo)書在實習(xí)的時間安排、工作任務(wù)、注意事項、上交成果、成績評定標(biāo)準(zhǔn)等方面作了要求。同學(xué)們互相幫助、互相學(xué)習(xí)、互相尊重。培養(yǎng)了學(xué)生集體主義觀念和謙虛好學(xué)的思想情操．使每位同學(xué)都能得到鍛煉。從而提高同學(xué)們的測量技術(shù)能力。要求每個組都要參與測圖過程的每個環(huán)節(jié)．并獨立地去解決實習(xí)中出現(xiàn)的問題。實習(xí)指導(dǎo)老師在教學(xué)過程中．啟發(fā)性地指導(dǎo)學(xué)生，讓學(xué)生在實習(xí)中了解地形測量的每個環(huán)節(jié)，并將書本知識通過實習(xí)連貫起來，加深對書本知識的理解．強(qiáng)化了學(xué)生動手操作能力。

1.4教學(xué)與技能考核相結(jié)合

在實習(xí)時，將技能鑒定的標(biāo)準(zhǔn)和內(nèi)容，安排到實習(xí)內(nèi)容當(dāng)中。讓學(xué)生理解技能鑒定的內(nèi)容，指導(dǎo)他們對技能考核內(nèi)容的掌握。針對基礎(chǔ)差的學(xué)生加大技能訓(xùn)練力度。使學(xué)生職業(yè)技能的水平和測量能力同步得以提高。為學(xué)生就業(yè)提供了競爭優(yōu)勢。

1.5提升學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)

老師在施教過程中，同時要對學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)進(jìn)行教育和培養(yǎng)，如果學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)高其學(xué)習(xí)積極性也高．接受專業(yè)知識也快，就、世能力也強(qiáng)，因此在教學(xué)過程中蘑視學(xué)生專業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)。有助于提高學(xué)生的專業(yè)興趣和對專業(yè)的熱受。一一個優(yōu)秀的工程技術(shù)人員除了有較強(qiáng)的專業(yè)能力外。還應(yīng)具備良好的思想品質(zhì)．要具備愛崗敬，樂于奉獻(xiàn)、吃苦耐勞的好品質(zhì)。要有集體主義觀念。

2、電子表格教學(xué)在其中的應(yīng)用

2.1借鑒電子表格的教學(xué)模式

電子表格是計算機(jī)軟件，對于我們青年學(xué)生來說學(xué)習(xí)計算機(jī)都是很感興趣的，在測量教學(xué)中結(jié)合電子表格的教學(xué)不僅可以提高學(xué)生的興趣，同時可以更形象的反應(yīng)測量的基本原理，有利于學(xué)生的理解。

2.2電子表格在測量教學(xué)中的應(yīng)用

電子表格中的關(guān)于數(shù)據(jù)的計算也是在測量當(dāng)中很有用處的，在測量當(dāng)中很大一部分就是涉及到數(shù)據(jù)的處理和計算，傳統(tǒng)的手算已經(jīng)不能適應(yīng)社會快節(jié)奏的要求了，只有借助于計算機(jī)等輔助設(shè)備才能更好的完成測量的工作，同時提高了計算的準(zhǔn)確性。

3、電子表格教學(xué)應(yīng)用帶來的好處

3.1增強(qiáng)學(xué)習(xí)的能力

測量的工作環(huán)境和設(shè)備都是在不斷地更新的，而電子表格作為計算機(jī)的軟件也是在不斷地更新當(dāng)中的，而且其更新的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于測量方面的速度，所以讓學(xué)生在進(jìn)行測量學(xué)習(xí)的同時加強(qiáng)電子表格的學(xué)習(xí)有利于提高其學(xué)習(xí)的能力，為以后的工作當(dāng)中不斷地學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。同時電子表格是一個很嚴(yán)謹(jǐn)?shù)能浖?，學(xué)習(xí)它可以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。而測量學(xué)是一門科學(xué)，要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和良好的職業(yè)道德，要把測量成果的真實性放在第一位．因為工程質(zhì)量牽涉到百年大計，要嚴(yán)格按”測量規(guī)范”要求去操作，不能弄虛作假，不能偽造數(shù)據(jù)，牢固地樹立實事求是的職業(yè)道德。實施教學(xué)過程中，除了激發(fā)學(xué)生的專業(yè)熱情外．還要讓學(xué)生理解測量專業(yè)是一門實踐性很強(qiáng)的專業(yè)，野外操作性強(qiáng)且長期在野外日曬雨淋，十分艱苦，培養(yǎng)學(xué)生的吃苦精神。

3.2避免了手算帶來的麻煩

在測量綜合實習(xí)期間．電子表格可以很好的避免手算帶來的麻煩。例如：極坐標(biāo)放樣，在課堂上講解利用坐標(biāo)反算方位角和邊長。根據(jù)計算出來的角度和邊長如何在地面上將點放出來．盡管老師使出了渾身數(shù)解進(jìn)行講解。由于概念抽象，學(xué)生還是難以理解如何進(jìn)行極坐標(biāo)放樣。在施工現(xiàn)場，工地施工員把點坐標(biāo)告訴同學(xué)，學(xué)生通過計算并現(xiàn)場放樣，很快掌握了極坐標(biāo)放樣方法，而通過對電子表格的運用就很好的解決了這個問題。實習(xí)的主要內(nèi)容有：角度測量、距離測量、距離放樣、坐標(biāo)測量、懸高測量、對邊測量、面積測量等。主要是加強(qiáng)學(xué)生實際操作能力的培養(yǎng)，以工作任務(wù)的形式來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣．激發(fā)學(xué)生的成就動機(jī)．提高學(xué)生的組織管理能力以及崗位適應(yīng)能力。通過實習(xí)使我們獲取了測量實際工作的初步經(jīng)驗，提高了動手操作能力，也提高了學(xué)生在測量過程發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力。特別是施工現(xiàn)場的實習(xí)．當(dāng)學(xué)生將放樣點在地面上標(biāo)出來以后很有成就感。對學(xué)生今后走向工作崗位充滿了信心也奠定了良好的心理準(zhǔn)備。通

3.3有利于基本原理的講解

運用計算機(jī)中的電子表格的形象的教學(xué)模式可以使同學(xué)們在討論中對所學(xué)知識產(chǎn)生更深印象。課堂教學(xué)時要把握理論的深淺度，對于一些基本要領(lǐng)，如水準(zhǔn)測量原理、角度原理等要講透外，對一些公式推導(dǎo)要適當(dāng)，主要是讓學(xué)生懂得公式的用處和計算方法即可。在教學(xué)過程中。對于操作性強(qiáng)的內(nèi)容，應(yīng)用多媒體課件和現(xiàn)場操作演示，讓學(xué)生在感觀中同時熟悉操作內(nèi)容。對于儀器操作的內(nèi)容，運用現(xiàn)場演示的方法，老師現(xiàn)場邊操作邊講解，講解完后可以讓同學(xué)進(jìn)行操作．操作完畢后，老師對普遍性不正確的操作方法進(jìn)行指正，然后再讓同學(xué)們自己練習(xí)，通過反復(fù)操作，有利于學(xué)生直接理解操作過程的要領(lǐng)．記憶深刻。有助于學(xué)生規(guī)范操作程序，培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好的工作習(xí)慣，提高了學(xué)生的操作能力。測量學(xué)中有一些概念非常抽象。如等高線等。適用模型演示的方式，等高線講解更形象更直觀。教學(xué)講解時，先將模型給同學(xué)們看，然后一片一片地分開來，從山腳到山頂又一片一片的按照模型在黑板上勾劃出來．展現(xiàn)在黑板上的是一圈一圈的閉合曲線．告訴同學(xué)們這些閉合曲線就是等高線。然后再根據(jù)勾劃出來的等高線。講解等高線的特性．通過這種模型演示的教學(xué)方法，學(xué)生較容易地理解了等高線的形成和概念。

3.4了解計算機(jī)測量專業(yè)的應(yīng)用

電子表格作為計算機(jī)當(dāng)中的一款軟件，在測量教學(xué)中引入電子表格的教學(xué)可以讓學(xué)生更好的接觸到計算機(jī)，為以后在測量工作當(dāng)中有效的運用計算機(jī)打下基礎(chǔ)。隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，測量新設(shè)備新技術(shù)不斷更新，從傳統(tǒng)的水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀到全站儀、GPS等、特別是遙感技術(shù)．?dāng)?shù)字化測繪技術(shù)在各個領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用。因此在教學(xué)中必須讓學(xué)生了解這些新設(shè)備新技術(shù)，拓展學(xué)生的專業(yè)知識面，讓他們在生產(chǎn)單位接觸新設(shè)備時，能較快地應(yīng)用測繪新技術(shù)。學(xué)校通過各種教學(xué)方法用來提升學(xué)生的專業(yè)能力，作為一名學(xué)生，應(yīng)該努力學(xué)習(xí)，不斷地吸取新的技術(shù)，探索新的知識，才會使自己的專業(yè)能力不斷地提升，才能成為一名合格的測量技術(shù)人員。

結(jié)束語

用EXCEL電子表格來處理測量計算數(shù)據(jù)，會使我們感到非常輕松、靈活。通過Excel電子表格制作的一些模塊，只要把外業(yè)測量的數(shù)據(jù)輸入到相對應(yīng)地單元格中，要求的參數(shù)結(jié)果就可以馬上顯示出來，以達(dá)到事半功倍的效果。同時其生動、形象的教學(xué)模式也是在測量教學(xué)中值得相關(guān)的教學(xué)人員借鑒的。

參考文獻(xiàn)

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測量學(xué)的應(yīng)用范文第3篇

關(guān)鍵詞：英語測試；效度；信度

中圖分類號：G64文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3198（2008）06-0269-02

1 引言

據(jù)全國大學(xué)英語四、六級考試委員會與英國文化委員會的合作研究結(jié)果認(rèn)為：CET4和CET6(簡稱)是一項信度極高的考試，每次考試客觀題的內(nèi)部信度都達(dá)0.9以上;效度相當(dāng)高，回收問卷中有92%的教師認(rèn)為CET能反映學(xué)生的實際英語水平。筆者以為這里所指的信度和效度的界定很模糊，就某次具體的測試而言，信度和效度是受特定條件限制的，不可能是絕對的。迄今為止，我國的高考、研究生入學(xué)考試、公共英語等級考試(PET)，包括CET等大規(guī)模英語測試還是以客觀性題型為主，主觀題只占10%或20%左右。就評分方法而言，因客觀性試題答案的唯一性，可用機(jī)器閱卷，從而保證了測試結(jié)果的客觀性和一致性，無疑具有相對較高的信度，但不足之處就是效度難以保證。同時大量采用主觀性、直接性試題的測試在閱卷信度上也令人懷疑。這樣的困惑總是或多或少存地在于考試的開發(fā)、設(shè)計和評估過程中。

我們能否使信度和效度同時最大化呢？信度和效度又應(yīng)如何整合而達(dá)到適當(dāng)?shù)?appropriate)平衡？Bachman和Palmer在其測試?yán)碚撝姓J(rèn)為可設(shè)置“可接受的最低程度”(minimumacceptablelevel)的效度或信度等質(zhì)量指標(biāo)從而使得語言測試的“效用性”(usefulness)原則中各特征之間達(dá)到適度平衡。由于測試總是在一定的價值判斷、測試目標(biāo)、社會環(huán)境等約束條件下進(jìn)行的，本文嘗試探索在可行性條件下，測試的總效用(overallusefulness)最大化時效度和信度之間可能存在的關(guān)系。

2 效度和信度的基本概念及特點

如果我們想闡釋一次特定的考試成績是否正確反映了學(xué)生的語言能力，那么在設(shè)計和使用測試時，信度和效度是我們首要關(guān)注的特征。Bachman把信度定義為“測試的一致性”(consistencyofmeasurement)。簡言之，就是測試結(jié)果的可信度、可靠度。例如，我們可以這樣來檢驗測試的信度：使用同樣一份試卷，在兩種不同的場合、環(huán)境中，在較短的時間間隔內(nèi)，施與同樣的學(xué)生，如果測試結(jié)果基本吻合，那么證明該測試是有信度的。一份試卷的測試結(jié)果如果缺乏信度，就沒有使用價值，同時也減弱了考試的公正性。當(dāng)然，要完全消除不一致性(inconsistency)也是不可能的，我們能做的是盡量把影響不一致性的不利因素控制在最低程度，以便于提高測試信度。

信度所涉及的問題是個體測試成績在多大程度上是由測試誤差或其它因素所影響的。效度所關(guān)注的問題是個體測試成績在多大程度上和個體語言能力相關(guān)。因而，我們研究信度的目的是使測試誤差造成的影響最小化，研究效度旨在使我們想要檢測的語言能力的效果最大化，它們是兩個相互補(bǔ)充的目標(biāo)。一項測試若沒有信度，也就無所謂效度。信度是效度的前提或必要條件。權(quán)衡信度和效度，效度是首要的。然而Underhill和Heaton指出信度和效度特征在本質(zhì)上是互相沖突的。測試效度較高的試題有時測試信度較低。反之，測試信度較高的試題有時測試效度較低。Morrow也認(rèn)為想把測試任務(wù)設(shè)計得既具有可信性又具有真實性不可能的。Hughes卻說雖然測試的各種特征相互排斥，但是這并不意味著我們可以完全放棄這些特征。

3 對信度和效度在理論上能達(dá)到適當(dāng)平衡的可行性研究

評價英語測試最重要的原則是總效用性(overallusefulness)。Bachman和Palmer(1996:18)把某一特定測試的“總效用性”看作是由六個因素構(gòu)成的，即效用性(Usefulness)=信度(Reliability)+構(gòu)想效度(Constructvalidity)+真實性(Authenticity)+互動性(Interactiveness)+沖擊力(Impact)+適用性(Practicality)。這里需要說明的是：Bachman和Palmer之所以把“構(gòu)想效度”作為“效用性”六大特征之一，是因為構(gòu)想效度(上節(jié)已提到)關(guān)系到我們根據(jù)測試成績所作的解釋的意義性和適切性。前五者均與測試成績的使用有關(guān)，而“適用性”與測試的方法有關(guān)，能夠在很大程度上決定測試的可行性。評價一次考試是否有效用需要綜合考察這些因素，在它們之間尋求最佳的平衡點，而這一平衡能否實現(xiàn)取決于適用性的大小。對于大規(guī)模考試，考試策劃者需在試卷設(shè)計和考試任務(wù)設(shè)置時重點考慮信度和效度，而對于一般學(xué)?？荚嚕處熅蛻?yīng)多考慮考試任務(wù)的真實性、互動性和對教學(xué)的沖擊力(或稱后效作用)。

4 在英語測試實踐中把握好信度和效度的平衡關(guān)系

以上已經(jīng)大致證明：信度和效度作為評估測試質(zhì)量的兩個基本特性，兩者雖然在一定程度上是相互矛盾的，但完全可以通過相互協(xié)調(diào)使之達(dá)到適切的平衡，以保證測試的總效用性最大化。這一結(jié)論給我們的啟示是：在英語測試的設(shè)計和命題過程中，不能絕對、片面、盲目地追求或強(qiáng)調(diào)某一方面而以失去另一方面為代價，只有綜合平衡二者的關(guān)系才能獲得最大的總效用。

4.1 考試內(nèi)容能否體現(xiàn)新的語言教學(xué)觀

語言測試隨著語言觀的發(fā)展而發(fā)展，也隨著教學(xué)理念、教學(xué)模式的更新而更新。八十年代中期開始流行的交際功能觀和九十年代以后興起的任務(wù)教學(xué)法(task-basedlanguageteachingapproach)都對語言測試的改革提出了新的要求。現(xiàn)行的四、六級考試題型還是以結(jié)構(gòu)主義語言測試?yán)碚摓榛A(chǔ)的多選題為主，某些語言項目的測試與實際語言能力的相關(guān)性不高，很難體現(xiàn)當(dāng)代語言教學(xué)觀提倡的英語交際運用能力方面的考查。Bachman和Palmer(1996)也強(qiáng)調(diào)測試任務(wù)和目標(biāo)語使用任務(wù)(target-languageusetask)的一致性?？磥砀镄翪ET的試卷結(jié)構(gòu)、題型設(shè)置是關(guān)鍵。為了提高考試的效度，可以通過調(diào)整主觀題和客觀題的比例(3:2或1:1)，多采用直接測試法，增加聽力和寫作測試的權(quán)重，加大口試考核力度并設(shè)最低分，變化題型等手段。也可通過采取大題量小分值，細(xì)化評分標(biāo)準(zhǔn)，綜合使用整體評分法(holisticgrading)和分析評分法(analyticmarking)等措施來提高考試信度。

4.2 能否產(chǎn)生正面反撥效應(yīng)

測試是教和學(xué)的導(dǎo)向。問題是如何提高測試的正面反撥效應(yīng)，減少負(fù)面反撥效應(yīng)。四、六級考試長期以來采用固定不變的模式，客觀上造成了學(xué)生猜題、押題，教師偏向應(yīng)試教學(xué)，產(chǎn)生了不良的教學(xué)效果。Hughes提出了若干提高正面反撥效應(yīng)的建議：測試要培養(yǎng)能力;測試內(nèi)容要覆蓋面廣并具有一定的不可預(yù)測性;盡量使用直接測試法；成績測試要與教學(xué)目標(biāo)相結(jié)合，使用尺度參照等。這些建議多數(shù)涉及效度，也與信度相關(guān)。信度和效度是影響反撥效應(yīng)的重要因素，正確處理好兩者的關(guān)系能使測試產(chǎn)生積極有利的反撥效應(yīng)。

5 結(jié)束語

測試的最終目的是服務(wù)于教學(xué)。作為教師，重視語言測試?yán)碚摰难芯?，掌握命題的原則，在試卷編制過程中把握好信度、效度及其它評價指標(biāo)之間最佳的平衡關(guān)系，將有利于優(yōu)化各類英語測試的質(zhì)量，更有效地推動英語教學(xué)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

［1］AmericanPsychologicalAssociation,1985,StandardsforEducationalandPsychologicalTesting［M］,Washington,DC:AmericanPsychologicalAssociation.

［2］Bachman,L.F.&A.S.Palmer,1996,LanguageTestinginPractice［M］.Oxford:OxfordUniversityPress.

測量學(xué)的應(yīng)用范文第4篇

（1.中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 266100；

2.青島理工大學(xué)環(huán)境與市政工程學(xué)院，山東 青島 266033）

【摘　要】微生物群落是生態(tài)系統(tǒng)中最活躍的結(jié)構(gòu)單位和功能單位，因此了解各種環(huán)境中微生物的群落結(jié)構(gòu)有著重要的意義，其研究的技術(shù)也一直在進(jìn)步。高通量測序可以一次獲得多條基因序列，使得其在環(huán)境微生物學(xué)中的研究中倍受青睞。探討了454高通量測序早在環(huán)境微生物學(xué)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 高通量測序；環(huán)境微生物；微生物群落結(jié)構(gòu)

微生物群落是廣泛存在于生態(tài)系統(tǒng)中的一種結(jié)構(gòu)單位和功能單位，它們是生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)較為活潑的一部分。群落中各種不同的種群能以有規(guī)律的方式共處，進(jìn)行相互作用，同時它們具有各自明顯的營養(yǎng)和代謝類型。了解微生物群落結(jié)構(gòu)的方法主要有分子生物學(xué)的方法、Biolog法以及近年來發(fā)展起來的高通量測序技術(shù)。

1　高通量測序技術(shù)

隨著科技的迅猛發(fā)展，測序技術(shù)也在進(jìn)步，這些測序技術(shù)可以在種的水平上對環(huán)境微生物進(jìn)行分析和研究。出現(xiàn)在上世界70年代的Sanger測序法[1]，成本高測序通量低，成為了其廣泛使用的限制因素，但它卻是20世紀(jì)90年代到本世紀(jì)初期一直在使用的測序技術(shù)。

人類基因組這樣龐大的序列分析工作需要，使得新一代的測序技術(shù)也發(fā)展了起來。它的特點是價格低通量高，高通量則指的是每次分析都能得到幾十萬或幾百萬條DNA的序列。454高通量測序是由454生命科學(xué)公司在了2005年開發(fā)的，2007年，該公司了GS FLX系統(tǒng)，2008年了它的升級GS FLX Titanium。

現(xiàn)在新測序技術(shù)的主要平臺主要有[2]：羅氏454公司推出的GS FLX+system測序平臺，Illumina公司推出的MiSeq測序平臺，和ABI公司的Solid測序平臺等。本研究使用的是454高通量測序技術(shù)。

454高通量測序原理[3]：它采用的是焦磷酸測序法，是4種酶催化統(tǒng)一體系的酶級聯(lián)化學(xué)發(fā)光反應(yīng)。首先將 PCR 擴(kuò)增的單鏈 DNA與引物雜交，并與DNA聚合酶、ATP硫酸化酶、熒光素酶、三磷酸腺苷雙磷酸酶、底物熒光素酶和5´-磷酸硫酸腺苷共同孵育。在每一輪測序反應(yīng)中只加入一種dNTP，若該dNTP與模板配對，聚合酶就可以將其摻入到引物鏈中并釋放出等摩爾數(shù)的焦磷酸。焦磷酸鹽被硫酸化酶轉(zhuǎn)化為ATP，ATP就會促使氧合熒光素的合成并釋放可見光。CCD檢測后通過軟件轉(zhuǎn)化為一個峰值，峰值與反應(yīng)中摻入的核苷酸數(shù)目成正比。

擴(kuò)增和測序可以高度保留細(xì)菌的遺傳特性，是一種很常見的來確定其分類和組成的方法。通過比較現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫，可確定其來自哪個生物的序列，從而確定細(xì)菌門類和各自占據(jù)的比例。

2　高通量測序技術(shù)在環(huán)境微生物中的應(yīng)用

454高通量測序可以得出某個土壤區(qū)域或者生物膜中各種菌類組成，從而研究該區(qū)域微生物物種多樣性；通過測序可以得到微生物的群落結(jié)構(gòu)、組成，再與微生物活性、營養(yǎng)元素的轉(zhuǎn)化等理化性質(zhì)結(jié)合一起分析，來研究微生物的功能多樣性。

張彩霞[4]等運用454高通量測序來研究甘肅不同地區(qū)的土壤由荒漠變成百年老農(nóng)田、約30年的農(nóng)田、約20年的農(nóng)田、樟子松林等過程中土壤微生物群落結(jié)構(gòu)變化規(guī)律及其影響因素，對比對照組的土壤發(fā)現(xiàn)，在由天然荒漠土壤轉(zhuǎn)變成為不同利用類型的土地土壤過程中，具有從多變少再變多的趨勢。在天然荒漠土壤中，微生物總量的96%以上，在土壤轉(zhuǎn)變的過程中其生長受到了抑制，有4%的微生物在次過程中生長受到了促進(jìn)。這個結(jié)果表明了土壤的微生物群落結(jié)構(gòu)會受到土地利用類型變化的顯著影響。

Michaela等[5]人利用高通量測序技術(shù)研究了森林凋謝物和土壤中微生物的細(xì)菌和真菌群落結(jié)構(gòu)，對28個站點的樣品進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)凋落物和土壤中存在著不同的微生物群落結(jié)構(gòu)。其中，細(xì)菌的多樣性要比真菌豐富，尤其是在凋謝物中，細(xì)菌群落表現(xiàn)出了更高的均勻度。無論是凋謝物還是土壤中的微生物群落結(jié)構(gòu)，都顯著受到了樹種的影響。

李鑫等[6]運用高通量測序技術(shù)分析了鹽堿地中，桑樹與大豆單作和間作不同種植模式的土壤細(xì)菌微生物群落結(jié)構(gòu)差異性。結(jié)果顯示，間作時土壤的微生物多樣性要比單作豐富，即間作使得土壤的微生物群落結(jié)構(gòu)多樣性有所提高。同時間作也改變了大豆和桑樹的根基微生物群落結(jié)構(gòu)。在鹽堿地的種植中，間作不僅可以降低土壤堿性，還使得土壤的群落結(jié)構(gòu)多樣性有所提高，植物產(chǎn)量增加。

夏圍圍等[7]將新一代高通量測序技術(shù)與DGGE兩種技術(shù)結(jié)合使用到了研究是新西蘭典型草地和森林土壤微生物群落結(jié)構(gòu)上，以16S rRNA基因為標(biāo)靶, 通過兩種技術(shù)來分析土壤微生物群落的結(jié)構(gòu)組成和多樣性，同時以此來比較兩種技術(shù)的優(yōu)缺點。測序分析結(jié)果顯示，新西蘭草地土壤檢測到22門，54綱，60目，131科和350屬；而DGGE卻只檢測到6門，9綱，8目，10科，10屬，這表明了高通量測序比DGGE能更完整的表達(dá)出微生物的群落結(jié)構(gòu)組成。同樣的，在森林土壤也顯示出了類似的規(guī)律。

3　結(jié)論

目前，高通量測序技術(shù)仍處于發(fā)展的初期，但我們可以預(yù)見，在未來幾年將是第三代測序技術(shù)快速發(fā)展和三種測序技術(shù)的共存的黃金時代。測序成本將繼續(xù)迅速下降?？茖W(xué)家們在不同的領(lǐng)域?qū)⒖梢曰ǜ俚腻X測序基因組物種或轉(zhuǎn)錄來達(dá)到更好的實驗結(jié)果和獲得更多的新的發(fā)現(xiàn)。此外，如何分析通過高通量測序產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)和從這些數(shù)據(jù)中提取有價值的生物信息將成為未來研究的熱點和重點。

參考文獻(xiàn)

［1］Sanger F, Nicklen S，Coulson AR. Proceedings of the National Academy of sciences of the United States of America[J].1977,74:5463-5467.

［2］Quail MA,Kozarewa I,Smith F,Scally A,StephensPJ,Durbin R,Swerdlow H,Turner DJ. Nature Methods[J].2008,5:1005-1010.

［3］Meyer M,Stenzel U,Hofreiter M.Nature Protocols[J]. 2008,3:267-278.

［4］張彩霞.新一代高通量測序技術(shù)研究土壤微生物群落結(jié)構(gòu)對環(huán)境條件的影響[D].南京:南京農(nóng)業(yè)大學(xué),2012.

［5］李鑫.蘇打鹽堿地桑樹/大豆間作的土壤微生物多樣性研究[D].哈爾濱:東北林業(yè)大學(xué),2012.

［6］夏圍圍,賈仲軍.高通量測序和DGGE分析土壤微生物群落的技術(shù)評價[J].2014,12:1489-1499.

測量學(xué)的應(yīng)用范文第5篇

[關(guān)鍵詞]參考點、掃描測量、三維光學(xué)掃描測量系統(tǒng)

中圖分類號：TH74 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1009-914X（2014）18-0374-01

汽車工業(yè)是當(dāng)今世界上最大的制造業(yè)之一，隨著市場需求的改變，汽車的更新?lián)Q代速度日趨加快，其設(shè)計、制造速度的快慢直接制約著汽車工業(yè)的發(fā)展，由此而提出的逆向工程在汽車工業(yè)中的應(yīng)用將大大地促進(jìn)汽車制造業(yè)的發(fā)展。逆向工程技術(shù)可以通過掃描測量獲取實物外形坐標(biāo)點、重建實物的三維數(shù)字模型。在此基礎(chǔ)上可以方便地進(jìn)行模型再設(shè)計、快速原型制造與快速模具制造等后續(xù)工作，從而大大節(jié)省研發(fā)時間，縮短設(shè)計周期。

1、三維光學(xué)掃描測量系統(tǒng)工作原理

三維光學(xué)掃描測量系統(tǒng)由左右兩個高分辨率的工CCD相機(jī)和中央光柵投影單元組成，采用結(jié)構(gòu)光測量的方式， 由光柵投影單元將一組具有相位信息的光柵條紋投影到測量工件表面，左右兩個相機(jī)進(jìn)行同步的測量， 利用立體相機(jī)測量的原理，可以在1 秒時間內(nèi)準(zhǔn)確獲得500萬到 800萬個高密度的三維數(shù)據(jù)點；自動識別參考點和自動拼接，將不同位置和角度的測量數(shù)據(jù)對齊在統(tǒng)一的坐標(biāo)系，獲得完整零件的掃描結(jié)果。

2、三維光學(xué)掃描測量系統(tǒng)掃描測量汽車工件的前期準(zhǔn)備

三維光學(xué)掃描測量系統(tǒng)通過每次（第一次除外）自動將掃描的數(shù)據(jù)進(jìn)行拼合并統(tǒng)一到同一坐標(biāo)系下，實現(xiàn)完整的工件三維點云數(shù)據(jù)。因此，為保證單幅掃描的點云能精度較高地拼合在統(tǒng)一的坐標(biāo)系中，需要對固定參考點提出一定的要求。

2.1 固定參考點的要求

參考點粘貼于被測工件表面或被測工件周圍。粘貼參考點的直徑大小要合適，必須保證從斜的透視圖中能看到參考點的直徑范圍內(nèi)至少包含6～10個像素，以便ATOS系統(tǒng)進(jìn)行識別。在工件的掃描測量過程中，為保證兩個CCD鏡頭的單幅測量能以較小的拼合偏差合并到統(tǒng)一的坐標(biāo)系中，兩個CCD鏡頭的單幅照片應(yīng)至少能看見前面已經(jīng)標(biāo)識過的3個固定參考點（第一張照片除外）；若能看見4個或更多已經(jīng)標(biāo)識且不在一條線上的參考點時，掃描測量系統(tǒng)的自動拼合精度會更高，建議最好有4個（或更多）公共參考點，這樣精度才會高，否則測量后期誤差會很大。

3、掃描測量方式

1）工件在掃描測量范圍內(nèi)。這種掃描測量方式可保證在單幅掃描中能清楚地看見已識別的3個及更多的參考點，容易保證拼合精度。

2）工件尺寸比掃描儀掃描測量范圍大，又沒有使用Tritop相機(jī)。采用這種掃描測量方式時，通常被掃描工件比ATOS掃描儀的掃描測量范圍大2～3倍，并要求參考點有較好的分布。從被掃描工件的中部開始向兩邊掃描測量。

3）工件尺寸大，ATOS掃描儀配合Tritop相機(jī)使用。首先通過Tritop照相系統(tǒng)獲取參考點坐標(biāo)值：先拍比例尺和參考點；移開比例尺和編碼參考點后用ATOS掃描儀單幅掃描。系統(tǒng)能精確地自動將單幅掃描合并到統(tǒng)一坐標(biāo)系中，測量精度高。

4） 工件自身遮擋，利用單眼掃描。采用這種掃描方式前需要標(biāo)定，首先打開投射光源，將白色平板放在標(biāo)準(zhǔn)距離上，調(diào)整光強(qiáng)掃描白色平板；然后把設(shè)備與白色平板靠近些，再調(diào)整光強(qiáng)掃描白色平板；最后把設(shè)備與白色平板離遠(yuǎn)些，再調(diào)整光強(qiáng)掃描白色平板，計算，完成標(biāo)定過程。需要特別注意的是兩個CCD相機(jī)都要完全看到白色平板，否則不能進(jìn)行單眼掃描。

4、整車測量思路

對于整車應(yīng)該采用掃描儀配合Tritop相機(jī)來測量。結(jié)合我公司三位光學(xué)掃描測量系統(tǒng)對掃描對象的要求，采用直徑為5mm的參考點。

1）根據(jù)汽車對稱性，選擇較好的一側(cè)（一般是左側(cè)）進(jìn)行完整測量。汽車左側(cè)是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的一側(cè)。測量前先定好哪些特征是完全對稱，掃描時要特別留意。

2）為了保證填充參考點質(zhì)量，在粘貼參考點時要注意避開有特征的區(qū)域及一些工件的邊緣；參考點數(shù)量要盡可能多一些，保證在560mm×420mm范圍內(nèi)有6～9個參考點。

3）測量前先選擇貼7個（或者>7個）不同長、寬、高位置的參考點，來保證最后測量坐標(biāo)統(tǒng)一到車身坐標(biāo)系。

4）測量過程中對于完全對稱的，可完整掃描一側(cè)，另一側(cè)按要求掃描；對于有所區(qū)別的對稱，應(yīng)該完整掃描不同的地方。

5）測量完，認(rèn)真檢查點云文件的完整性。將測量好的數(shù)據(jù)進(jìn)行三角化處理。